七采区一片南翼二号眼瓦斯地质分析.doc

七采区一片南翼二号眼瓦斯地质分析晒口煤矿 冯棋顺摘要：“一通三防”是煤矿安全生产管理的重点，尤其是矿井瓦斯的管理、分析，对煤矿安全更是重中之重，为了摸清矿井瓦斯赋存和涌出的普遍和特殊规律，本文通过收集矿井瓦斯实践管理资料，着重对晒口煤矿七采区瓦斯的赋存状况进行分析，以指导煤矿瓦斯管理工作实践，具有十分重要的意义。关键词：晒口煤矿 七采区 瓦斯地质 分析1、 概况根据瓦斯地质理论，煤层中瓦斯赋存的含量与相应的地质构造、开采深度及其他一些因素有关。七采区是我矿目前开采深度最深的采区，开采标高-230m，地面标高约+187m垂深度400多米，系焦坑井田-200水平的下山采区，是目前仅存的原生块段采区。采区南界为断层破碎带，原井田边界往里迁移250m，北侧以断层挤压变薄带为边界，形成倒三角小采区，区内构造复杂，小断层、小褶曲极为发育，节理也发育，煤层常受构造挤压，块煤较为少，以粉块煤为主，其特征接触面光滑，无粘性、易冒落，煤层结构同五采区的情况基本相似。现通过2002年6月份对七采区一片南翼三、四石门的开采证实七采区地质构造复杂。2、 矿井瓦斯的赋存方式矿井瓦斯以两种方式存在于煤体中：一种是游离状态，另一种是吸附状态。游离状态瓦斯是呈自由气体状态存在于煤层的孔隙、裂隙或孔洞中，其赋存量大小取决于自由空间，瓦斯压力及温度的高低；吸附状态瓦斯是在孔隙表面固体粒子分子引力的作用下，瓦斯分子被紧密地吸附于孔隙表面上，所形成的一层很薄的吸附层。由于煤体中有丰富的微小孔隙（实验证明：1克煤内的微孔表面积可达150200米2），所以对瓦斯有很强的吸附能力。经过多年的测定和观察：我矿井瓦斯的赋存主要以吸附状态存在于煤体中（见表一）。表一： 矿井瓦斯涌出鉴定表时间（年）矿井涌出量采区最高涌出量备注绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）绝对涌出量（m3/min）相对涌出量（m3/t）沼气二氧化碳沼气二氧化碳沼气二氧化碳沼气二氧化碳19992.303.573.795.890.280.332.573.02采区为二复采区20002.254.343.516.780.290.422.774.02采区为五采区20012.523.204.475.670.260.344.325.65采区为七采区20023.073.596.277.330.240.194.623.66采区为二复采三片3、 煤层瓦斯含量分析矿井煤层瓦斯含量主要与以下几个方面的因素有关：一是煤的变质程度，煤的变质程度越高，煤层的瓦斯含量就越大。我矿是无烟煤，属中度变质煤，煤层瓦斯含量属一般。二是煤层的赋存条件，首先深度，如果煤层埋藏浅，特别是有露头存在时，煤体的瓦斯容易通过煤层露头逸散到大气中去，瓦斯含量就很小，反之瓦斯含量比较大；其次是煤层的倾角，煤层的倾角越小瓦斯含量就越大。我矿属单一煤层，煤层地表有露头，倾角2530，局部地带40以上。三是围岩性质，煤层的围岩、特别是顶板围岩致密完整，煤的瓦斯就容易被保存下来，反之，瓦斯容易放散。我矿煤层的顶底板围岩较破碎。四是煤田的地质构造，地质构造对瓦斯的保存或放散有显著的作用，是同一矿内瓦斯含量不同的主要原因。我矿煤层小构造多，这种构造主要有两种，一种是断层，另一种是褶曲。正断层受张力作用形成，该区域内的瓦斯含量要小，逆断层受压力作用形成，该区域内的瓦斯含量要大；当顶板为脆性岩层裂隙较多时，瓦斯在背斜轴部减小，向斜轴部瓦斯增大，反之相反。五是水文地质，瓦斯虽难溶于水，但是如果煤层中有较大的含水裂隙或流动的地下水通过，经过很长的时间，能从煤层中带走大量的瓦斯，降低煤层中的瓦斯含量。我矿井下地面渗水丰富，通过煤层围岩裂隙溢出。4、 煤层采动后瓦斯涌出分析4.1 煤层开采对瓦斯涌出的影响瓦斯的涌出与开采范围、开采方法和开采深度有较大的关系。开采范围越大，形成的欠压区越大，瓦斯涌出量增大，炮采比机采瓦斯涌出量大；开采深度增加，煤层瓦斯压力增加，赋存的瓦斯含量越多，瓦斯涌出量越大。4.2 七采区开采瓦斯涌出分析-200七采区是属深水平开采，煤层围岩较上部（水平）致密，气密性较好，地温高，压力大，特别是顶板较上水平完好，且又是原生块段，没有地下水经过，因此，煤层的瓦斯赋存条件较好，煤层瓦斯压力大，瓦斯含量丰富，且南翼一号眼和三号眼都含有大断层 ，二号眼被两断层夹击其中，致使二号眼与两边即外部的连续性差，瓦斯放散能力减弱，该区域的瓦斯比较完整的被保存于煤体中。所以煤层瓦斯的含水量比邻近一号眼和三号眼更为丰富，当采动影响煤层的顶底板压力应重新分布，这样就造成一些区域的压力集中，如煤巷的三角帮、采空区的周围等，致使这些区域的煤层顶底板受破坏，顶板主要产生众多裂隙，煤层也受压产生纵横交错的裂缝，煤层形成了较大范围的欠压区，储存于煤层的大量瓦斯就沿着众多的裂隙、裂缝，不断地释放出来。5、 现场测定分析2002年6月12日晚班安监员发现距该工作面13米处到上山尾栅栏之间的煤巷右帮上角，长度12米左右三处瓦斯超：第一处为工作面下来第一个转弯左帮上角（瓦斯监测图8点）；第二处为工作面下来第二个转弯右帮上角（瓦斯监测图3-4点）；第三处为工作面下来第二个转弯栅栏口（瓦斯监测图2点）。其他瓦斯浓度正常（见瓦斯监测图所示，9至10点到工作面，3点往下至1点到后路）。为了安全立即停止该工作面作业，经紧急研究采取如下安全技术措施：a、6月12日早班增设另一台4kw的局部通风机，冲淡该段巷道三处的瓦斯积聚，并加强工作面巷道的回风；b、派通风技术员到七采区一片南翼二号眼现场跟班指导解决。跟班过程中测点布置如“瓦斯监测布置图”所示，并分别在局部通风机安装前和局部通风机安装通风半个小时以后进行了数据测定，测定结果如表二和表三所示。 工作面 10栅栏并钉风筒布 9 28 7 6 5 4 3煤壁档板 1 瓦斯监测布置图 后路表二： 安装风机前测定数据：布点12345678910CH4（%）0.165.56.65.25.42.73.61.83.01.82.73.40.060.02在安装风机前，8点到迎头（工作面）有大半节（8米左右）风筒，风筒出口风量56.4m3/min，风量可以吹到迎头，在安装风机时，脱掉了迎头半节风筒，这时工作面感觉不到通风，大约20分钟后，测定迎头沼气浓度为1.0%。表三： 安装风机后测定数据：布点12345678910CH4（%）0.20.220.360.240.180.170.140.130.340.080.18(空顶区)安装局部通风机将风筒引至瓦期超限的巷道，并在风筒上打眼和插塑料管，使风流能直接作用到瓦斯涌出的部位，通风半小时以后没得如上数据。从以上数据看这么短的时间内每一点的瓦斯浓度均大幅度的下降，且都符合煤矿安全规程要求，说明该区瓦斯涌出较弱，主要是由于采动影响，致使该区构造带的瓦斯通过煤层裂隙缓慢释放。由于采空区没有通风所造成的瓦斯积聚，栅栏口瓦斯浓度高达6%以上。由于3到7点巷道有工作面的回风流，在巷道边上的回风流比较微弱，涌出（释放）的瓦斯（沼气）没能及时随风流排除而又形成的瓦斯积聚，8点由于是风流的涡流区，所以瓦斯浓度相对于7点高，而37点瓦斯浓度的递减，于煤层及顶板的破坏程度有关，9点和10点由于是风流的集中区，又是停了2个小班，所以瓦斯含量极低。6、 结论与体会晒口煤矿为低瓦斯矿井，矿井绝对瓦斯涌出量1.86-3.07m3/min，相对瓦斯涌出3.16-6.27m3/t，随着矿井对深部水平的开采，矿井瓦斯涌出量有逐渐增大的趋势，而目前深水平的开采只有七采区，所以要对七采区的瓦斯进行重点的监测和防范，且在此之后严格执行如下决定：a) 严格执行各项安全技术措施和瓦斯管理制度。b) 安监员每班集中力量对该处按规定进行瓦斯检查；严格执行煤矿安全规程。c) 每班测定风筒出口风量和工作面及工作面回风流的温度，严格按期作业规程的规定控制风筒出口到工作面距离，一但风量或工作面到风筒出口距离超过规定时，马上停止作业，撒出人员进行整改。d) 每班检查风筒吊挂质量和局部风机运转情况，发现问题及时通知该作业队进行处理。e) 在工作面30米左右的回风流巷道中，开一条通风上山与-200水平的五号眼贯通，做为工作面回风巷，以解除工作面的瓦斯、温度及粉尘的影响。f)